单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,煤的物理性质,第一节 煤的密度,1.真相对密度(真比重),1.1 真相对密度的概念：20时煤的质量与同体积(不包括煤的所有孔隙)水的质量之比。,1.2 真相对密度的用途：真相对密度是煤的主要物理性质之一，在研究煤的分子结构、确定煤化程度、制定煤的分选密度时，都会用到煤的真相对密度。,2 煤的视相对密度,2.1 视相对密度的概念,：,20时煤的质量与同体积（仅包括煤粒的内部孔隙）水的质量之比。,2.2 视相对密度的用途,煤的视相对密度可用于计算煤的埋藏量。,计算煤的孔隙率,100，,3.煤的散密度,3.1 散密度的概念：煤的散密度又称堆密度，是指20下煤的质量与同体积(包括煤的内外孔隙和煤粒间的空隙）水的质量之比。用BRD表示。散密度的大小除了与煤的真相对密度有关外，主要决定于煤的粒度组成和堆积的密实度。3.2 散密度的用途：散密度对煤炭生产和加工利用部门在设计矿车、煤仓、估算煤堆重量、炼焦炉炭化室和气化炉的装煤量等都有很大的实用意义。,1.煤的硬度,刻划硬度,显微硬度,1.1 煤的刻划硬度,1822 年Mohs 首先提出一个半定量概念：以滑石作为1、金刚石作为10，采用一套具有标准硬度的矿物共分成10 个等级，称为莫氏硬度，也称为刻划硬度。标准矿物的莫氏硬度见表43。,1.1 煤的刻划硬度,表43 标准矿物的莫氏硬度,矿 物,硬度级别,矿 物,硬度级别,滑 石,1,长 石,6,石 膏,2,石 英,7,方解石,3,黄 晶,8,氟 石,4,刚 玉,9,磷灰石,5,金刚石,10,1.1 煤的刻划硬度,根据莫氏硬度的划分，煤的硬度一般为14。煤的硬度与煤化程度有关，中等煤化程度的焦煤，硬度较小，约为22.5，此后随着煤化程度的提高，硬度增加，无烟煤的硬度最大，约为4左右。同一煤化程度的煤，惰质组的硬度最大，壳质组最小，镜质组居中。,刻划硬度的准确性较差，在科学研究上采用显微硬度的指标。,1.2 煤的,显微硬度,显微硬度属于压入硬度的一种。一般采用特殊形状（如角锥形、圆锥形等）而又非常坚硬的压入器，施加一定的压力，使压入器压入到样品表面，形成压痕，卸除压力后用显微镜测量压痕的大小，如用方形棱锥形金刚石压入器时，测量压痕对角线的长度，即可计算出显微硬度值：,1.2 煤的,显微硬度,P,式中,H,显微硬度，MPa；,P,加在压入器上的负荷，N；,d,压痕对角线长度，mm；,方形棱锥体两相对锥面的夹角，一般为136,。,显微硬度随煤化程度的变化,从褐煤开始，显微硬度随煤化程度提高而上升，在碳含量为75%80%(,长焰煤、气煤,)之间有一个极大值；此后，显微硬度随煤化程度提高而下降，在碳含量达到85%左右最低；煤化程度再提高，显微硬度又开始上升，到无烟煤阶段，显微硬度几乎随煤化程度提高而直线增加。,第二节 煤的电性质,煤的电性质包括导电性和介电常数。,1、煤的导电性,1.1煤的导电性的概念,煤的导电性是指煤传导电流的能力。导电性常用电阻率,（即比电阻,c,m）或导电率,（电阻率的倒数）表示。导电率越大，煤的导电能力越强。利用导电性可以进行选煤。煤的导电有离子导电和电子导电两种形式，无烟煤以电子导电为主，褐煤是离子导电为主。,1、煤的导电性,1.2 煤导电性的随煤化程度的,变化规律,褐煤的电阻率较低，随着煤化程度的加深电阻率增加，到长焰煤时达到最大，此后煤化程度加深，煤的电阻率呈缓慢下降趋势，到碳含量达到90以上的无烟煤时，电阻率迅速下降。煤的导电性属于半导体或导体的范围。,2、煤的介电常数,物质的介电常数,是指当物质介于电容器两极板间的蓄电量和两板间为真空时的蓄电量之比。,是综合反映物质极化行为的宏观物理量。物质在电场作用下极化能力越强，介电常数的值越大，导电性越好。,第三节 煤的润湿性,1、煤的润湿性,当液体和固体接触时，如果固体分子与液体间的作用力大于液体分子间的作用力，则固体可被液体润湿，反之，则不能润湿。通常采用接触角表示煤的润湿性的大小，接触角越大，煤的润湿性越差。接触角是指通过三相接触周边(三相接触点的连线)的任何一点，经气液界面作切线(即气液界面张力)，构成液体与固体表面的夹角，即为接触角。,g-s,g-,l,l,-s,第四节 煤的孔隙度和比表面积,1、煤的孔隙度：煤是一种固态胶体物质，其内部存在着很多毛细管和孔隙。煤内部孔隙的体积占煤的整个体积的百分数，称为孔隙度，又称孔隙率。,煤中孔隙的孔径并不均匀，通常根据孔径大小将其划分为大孔、中孔和微孔，分别用,V,mac、,V,mes和,V,mic表示，总孔容用,V,t表示。孔径 的划分如下表所示：,孔类型,孔径(nm),大孔(macropore),中孔(mesopore),微孔(micropore),50,250,2,2、煤的比表面积：,单位质量的煤内部孔隙的面积，m,2,/g。,煤的比表面积是煤内部孔隙的表面积的反映。测定煤比表面积最简单的方法是甲醇润湿热法，但这一方法误差较大，已不再使用，现在多用吸附法测定煤的比表面积，常用的吸附介质是氮、氦、氪、氙和二氧化碳。吸附介质不同时，测定结果差别很大，。,从孔的可接近性和扩散活化能来看，大多数人认为-78下用二氧化碳测定的结果较为可靠。,纯煤真密度的计算公式,式中：,d,A灰的平均真密度，无数据时可取为3.0g/cm3；,A,d干燥基灰分产率，。,有时用下式估算纯煤的真密度：,(TRD)dafTRD0.01,A,d，,煤化程度对煤的真密度的影响,从低煤化度开始，随煤化程度的提高，煤的真密度缓慢减小，到碳含量为8689之间的中等煤化程度时，煤的真密度最低，约为1.30g/cm,3,左右，此后，煤化程度再提高，煤的真密度急剧提高到1.90g/cm,3,左右。,煤真密度随煤化程度的变化是煤分子结构变化的宏观表现。从化学结构的角度看，煤的真密度反映了煤分子结构的紧密程度和化学组成的特点。其中分子结构的紧密程度是影响煤真密度的关键因素。,壳质组,镜质组,惰质组,煤的刻划硬度,表43 标准矿物的莫氏硬度,矿 物,硬度级别,矿 物,硬度级别,滑 石,1,长 石,6,石 膏,2,石 英,7,方解石,3,黄 晶,8,氟 石,4,刚 玉,9,磷灰石,5,金刚石,10,煤的浮选,flotation,示意图,煤的比表面积,表47 用不同吸 附介质在不同温度下测得的煤比表面积，m,2,/g,C,daf,%,N,2,196,Kr,78,CO,2,78,CO,2,25,Xe,0,95.0,34,176,246,224,226,90.0,0,96,146,146,141,86.2,0,34,107,125,109,83.6,0,20,80,104,62,79.2,11,17,92,132,84,72.7,12,84,198,139,149,